Discussione: Coclea idraulica: puntare su portata o salto?

Innanzitutto un saluto a tutti: sono nuovo del forum!

Stiamo scansionando la provincia al fine di realizzare un paio di impianti a coclea.

Essendo un territorio relativamente "vergine" rispetto agli stessi, e avendo a disposizione un buon numero di canali, e' meglio concentrarsi piu' sul salto o sulla portata?!

E' una domanda banale, ovviamente cerco una risposta di tipo squisitamente economico, ma credo che emergeranno suggerimenti interessanti per un neofita come me!

Ciao

bella domanda ... risposta complicatissima!
Salto x portata x 9,81 = Potenza
diciamo che se hai poco salto e tanta portata devi mettere più coclee in parallelo ... quindi un pò più costosa della stessa potenza fatta con una sola coclea!
Se fai una scansione dei siti poi ti aiuto volentieri a scegliere ... ma la regola potrebbe cercare quello con maggiore potenza e minori opere civili da fare! (ricorcati sempre che la coclea arriva a 5 metri di salto ... con più di 5 metri ne devi mettere 2 in serie)

ciao
mat

concordo in pieno con matasnic

Grazie per la dritta!

Quindi se ho un sito con salto di 2.5 metri e una portata di 2.5 metri cubi ottengo 61.32, giusto!?

Questo valore e' in KW ? Se si all'albero (come temo) o ai morsetti !?

Grazie in anticipo per l'aiuto!

61.32 kw è la potenza meccanica che hai teoricamente...

In pratica non la hai nemmeno all'albero (il rendimento della turbina è minore di 1), ai morsetti ne avrai ancora meno...

Con una coclea, non da esperienze personali ma da quello che ho letto qua e la, il rendimento totale dovrebbe essere intorno a 0,75.

Ciao Albert,

hai ragione mi sono dimenticato io ... scusa.
La formula che ti ho dato è per calcolare l'energia disponibile in KW quindi energia idraulica dopo di che devi inserire i vari rendimenti:
rendimento idralulico della coclea
rendimento meccanico del moltiplicatore
rendimento del generatore asincrono
eventuale rendimento del sistema elettronico per il controllo della velocità
Alla fine otterrai un rendimento circa del 75% quindi la formula per calcolare la potenza elettrica teorica risulta essere:
salto x portata x 9,81 x 0,75 = potenza elettrica generata in KW

Poi se hai delle curve di portata posso dirti se ti serve o meno il sistema di controlle della velocità della macchina.

ciao

Mat

Grazie a tutti per il prezioso aiuto!

Di certo non voglio rubare il mestiere agli ingegneri, ma la vita mi ha insegnato che e' sempre meglio verificare a spanne e buonsenso progetti e preventivi...

Mat.. mi dai solo un paio di dritte sul "sistema di controllo della velocita" ?!

Mi sembra di aver capito che e' uno degli aspetti piu' delicati da considerare, ma non ho ancora focalizzato bene funzione ultima e tecnica dello stesso.

A presto e grazie!

Ciao Albert,

il discorso è semplice, le turbine classiche al variare della portata per mantenere il livello a monte costante variano la posizione di alcuni componenti meccanici ( distibutore nelle francis, inclinazione pale Kaplan, apertura ugello nella Pelton) mentre nella coclea l'unico modo per mantenere il livello a monte costante è quello di variare i giri del generatore (cosa che non si fa sulle altre).
Per fare questo necessiti di un inverter per il controllo del generatore ed un AFE per rigenerare la potenza in rete. Questi sono componenti comunemente usati nel settore industriale ma bisogna prestare un pò attenzione al dimensiomanento, all'installazione ed alla gestione ovviamente fatta tramite PLC.
Nulla di trascendentale ma richiedono una buona esperienza per ottenere buoni risultati.

ciao

Mat

Grazie ancora Mat!

Come volevasi dimostrare, ancora mi devo confrontare con la mia somma ignoranza! Ho fatto quindi una piccola ricerca e adesso provo a spiegare con parole mie cio' che tu mi hai detto:

Per mantenere costante il livello dell'acqua si utilizza un inverter che tipicamente serve a regolare il regime di un motore elettrico, in questo caso credo che, sulla base a parametri derivanti da un sensore, regoli la velocita' del generatore (e di conseguenza della coclea) in funzione del "riempimento" a monte.

La "frenata" del generatore produrrebbe una costosissima perdita di energia che verrebbe dissipata in calore. L' AFE invece rimette o meglio mette letteralmente in rete energia "prodotta" dal rallentamento.

Attendo le vostre necessarie correzioni e/o puntualizzazioni, al limite anche i voti! Ma siate buoni: sotto il mio nick c'e' scritto NOVIZIO!!

Saluti a tutti!

Provo a io spiegarti. Le macchine idrauliche si dividono in base al principio di funzionamento in:

1. Volumetriche, che per ogni giro spostano lo stesso volume di acqua.
2. Turbine a reazione, che trasformano l'energia dell'acqua in moto rotatorio proporzionale alla velocità ed all'angolo di incidenza dell'acqua sulle pale.
3. Turbine ad azione, che trasformano l'energia dell'acqua in moto rotatorio proporzionale alla velocità dell'acqua sulle pale.

La Coclea è una macchina volumetrica, e se varia la portata dell'acqua deve variare il numero di giri per adeguarsi alla nuova portata.
Le turbine Francis e Kaplan sono a reazione, ed in un ragionevole campo di variazione della portata, possono mantenere costante il numero di giri variando la velocità e l'angolo di incidenza dell'acqua sulle pale.
Le turbine Pelton e Turgo sono ad azione, cioè la velocità dell'acqua sulle pale è direttamente proporzionale al salto, quindi se varia la portata, basta regolare lo scarico degli ugelli che indirizzano i getti d'acqua sulle pale o chiudere uno o più ugelli.
Un generatore elettrico a 50 Hz collegato direttamente alla rete deve funzionare con un numero di giri costante.
Nel caso della Coclea, poichè il numero di giri è varabile per adattarsi alle variazioni di portata, il generatore elettrico genera elettricità a frequenze variabili, che il gruppo statico inserito tra il generatore e la rete trasforma in enegia elettrica a 50 Hz.
Spero di essere stato chiaro, ciao.

[QUOTE=albert8581;119034025]

Per mantenere costante il livello dell'acqua si utilizza un inverter che tipicamente serve a regolare il regime di un motore elettrico, in questo caso credo che, sulla base a parametri derivanti da un sensore, regoli la velocita' del generatore (e di conseguenza della coclea) in funzione del "riempimento" a monte.

La "frenata" del generatore produrrebbe una costosissima perdita di energia che verrebbe dissipata in calore. L' AFE invece rimette o meglio mette letteralmente in rete energia "prodotta" dal rallentamento.

QUOTE]

che correzzioni vuoi? quello che scrivi è corretto anzi ... io mi ero dimenticato di dirti che usa il sensore di livello a monte e tu ci sei arrivato da solo!
complimenti
ciao
mat

Grazie a tutti!

Quindi riepilogando:

SENSORE di livello a monte che istruisce l'INVERTER sul corretto regime di rotazione del GENERATORE. Nel caso si debba rallentare interviene l'AFE che evita una costosa frenata dissipante energia, ma mette in rete l'energia generata dal rallentamente stesso.

E' richiesto poi per impianti a coclea un GRUPPO STATICO in grado di stabilizzare l'energia elettrica ai 50 Hz richiesti dalla rete, non essendo possibile ottenere questo risultato "meccanicamente" come normalmente ottenuto con altri tipi di impianto.

Vi prego ancora di correggermi se ho scritto inesattezze.

In ogni caso ringrazio ancora veramente tutti per l'aiuto: siete riusciti a farmi capire con poche parole il funzionamento dell'impianto!

Ciao Albert,

I pezzi principali sono solo 2:

- inverter che controlla la velocità del generatore

- AFE che rigenera in rete, questo per come è costruito si aggancia in automatico alla tensione e frequenza della rete e si regola in automatico

Il "convertitore" statico come definito da se-pol è l'insieme dei due pezzi, la parola deriva dal fatto che una volta si era abituati a parlare di convertitori rotanti e statici ... oggi le cose sono un pò cambiate!

saluti

mat

P.S. una volta mi sono sentito dire (da una persona esperta che ha molte centrali ... e che sono anni che lavora sul settore) che l'inverter non può cambiare la velocità del motore ... al massimo varia della velocità di scorrimento .... ho tentato di spiegarli ma sono stato trattato come un deficente!! bello il mondo!

Originariamente inviata da albert8581

E' una domanda banale, ovviamente cerco una risposta di tipo squisitamente economico, ma credo che emergeranno suggerimenti interessanti per un neofita come me!

Vorrei dire la mia sulla questione salto e portata in linea del tutto generale.
Questo non centra molto con le coclee ma è un ragionamento ripeto in linea del tutto generale.

Secondo me una centrale idroelettrica più salto ha meglio è!

Questo perché il salto solitamente è dato da questioni topografiche o cmq geometriche e quindi è la cosa che resta (solitamente ripeto) più costante. Se devi fare affidamento su qualcosa, lo fai sul salto e non sulla portata.
Mentre la portata varia e quindi se piove bene altrimenti affari tuoi.

Ho avuto a che discutere su questa cosa con diverse persone e devo dire che mi hanno dato delle versioni anche molto interessanti.

Del tipo si discuteva se fosse meglio una turbina ad alto salto o una, a parità di potenza, a basso salto. Su un impianto ad alto salto (diciamo >70m), sempre a parità di potenza, se la portata veniva variata per effetto dell'aggiornamento del DMV la potenza calava di conseguenza in maniera importante, mentre su un impianto a basso salto con portate molto molto alte il DMV non poteva incidere % troppo e quindi la potenza non veniva toccata in maniera apprezzabile. Di fatto lui preferiva gli impianti a basso salto io il contrario ;-)


Tutto qua

bye
m.

Originariamente inviata da maxsanty

.........
Secondo me una centrale idroelettrica più salto ha meglio è!
............

Ciao Max,
............ e se anche tant'acqua e "piu' meglio assai" !!

Un vecchio amico soleva dirmi : " e' meglio esser ricchi e sani che poveri e malati".
Battute e freddure a parte, credo che sostanzialmente hai ragione nel dire che tra le tante incertezze che influiscono su un impianto quello che ne dovrebbe uscire meglio e' quello con tanto salto e portata bassa e variabile.
ciao cat.boni

Per rimanere nel solco della risposta scherzosa di Carboni, la madre è sempre certa (salto), il padre non necessariamente (portata).

Ciao a tutti,

concordo con la madre e il padre ... però Albert sta guardando i canali e dubito che troverà salti da 70 metri!

ciao
mat

infatti mat: qui e' una lotta arrivare ai 2 metri di salto! Pero' sono convinto che scavando un po' sotto e alzando un po' sopra...

Ciao,

sullo scavare sotto, in un canale.... non saprei, per alzare sopra prova a dare una occhita a Sarti e www.jollytech.it, hanno entrambi soluzioni per dighe mobili per canali.
Ah...occhio ai costi !!!!
Statisticamente più sono bassi salto e portata, quindi la potenza idraulica, maggiore è l'incidenza del costo dell'impianto sulla produzione effettiva.

Al tuo ragionamento aggiungerei un elemento importante: il tempo.
Inteso come come giorni-anno di lavoro dell'impianto.
A volte conviene un sito con salto o portata minori ma che possa lavorare per più giorni all'anno (producibilità).

Roberto.

Originariamente inviata da Wilmorel

La madre è sempre certa (salto), il padre non necessariamente (portata).

Ahhahah
caspita questa non l'avevo pensata!!!! Molto bella Wil!


In ogni caso per restare sul quesito di Albert, direi che punterei anchio a quanto detto da Roby, una buona producibilità!

bye
m.

Originariamente inviata da matasnic

P.S. una volta mi sono sentito dire (da una persona esperta che ha molte centrali ... e che sono anni che lavora sul settore) che l'inverter non può cambiare la velocità del motore ... al massimo varia della velocità di scorrimento .... ho tentato di spiegarli ma sono stato trattato come un deficente!! bello il mondo!

Scusa sono un elettrotecnico di 25 anni fa, e non sono molto aggiornato sull'evoluzione dei comandi elettronici, ma l'inverter pùo imporre la sua frequenza ad un generatore sia di tipo asincrono che di tipo sincrono? Ti chiedo questo perchè c'è una bella differenza tra i due tipi. Ciao.

Ciao Se-pol,

l'inverter normalmente viene accoppiato sempre a generatori/motori ASINCRONI, con i sincroni non mi ricordo di averne visti ma se si vuole si modifica il sofware di comando e il gioco dovrebbe funzionare.
L'AFE invece si sincronizza alla tensione e frequenza di rete e trasferisce l'energia che gli arriva dall'inverter-generatore.
Diciamo che l'AFE non impone tensione o frequenza ma bensì si aggancia a quella di rete e la segue.
Se vuoi fare un impianto ad isola (come le vecchie centrali che partivano a batterie e facevano loro la rete!)... non ci sono problemi, monti un generatore a magneti permaneti e ... "dai acqua" come si diceva una volta!
L'inverter provvederà a frenare e l'AFE ti farà una linea alla tensione e frequenza che tu imposti!
Spero di esser stato chiaro altrimenti fammi sapere
ciao
mat

Sei stato chiarissimo grazie.